JPH0421525A - 屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法 - Google Patents
屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法Info
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- JPH0421525A JPH0421525A JP12588390A JP12588390A JPH0421525A JP H0421525 A JPH0421525 A JP H0421525A JP 12588390 A JP12588390 A JP 12588390A JP 12588390 A JP12588390 A JP 12588390A JP H0421525 A JPH0421525 A JP H0421525A
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Landscapes
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法
、特にドープ成分を含むシリコンアルコキシドから屈折
率分布を有する石英系ガラス体を製造する方法に関する
。
、特にドープ成分を含むシリコンアルコキシドから屈折
率分布を有する石英系ガラス体を製造する方法に関する
。
ドープ成分を含むシリコンアルコキシドからゾルゲル法
により屈折率分布を有する石英系ガラス体を製造するに
は、通常、シリコンアルコキシドとシリコン以外の金属
のアルコキシドとの混合アルコール溶液に水を添加し、
これらの金属アルコキシド（以下、アルコキシド類と言
う）の加水分解と縮合を行わせ、内部に水とアルコール
を含む多孔質ウェットゲルを形成させる。このウニ・７
トゲルを酸の水溶液に浸漬して、シリコン以外の金属ア
ルコキシドに由来するドープ成分の一部をウェットゲル
から溶出させ、ウェットゲル内にドープ成分の濃度分布
を形成させる。この後、ゲルを乾燥してドライゲルとし
、１２００ ”Ｃ以上の高温で焼結する。
により屈折率分布を有する石英系ガラス体を製造するに
は、通常、シリコンアルコキシドとシリコン以外の金属
のアルコキシドとの混合アルコール溶液に水を添加し、
これらの金属アルコキシド（以下、アルコキシド類と言
う）の加水分解と縮合を行わせ、内部に水とアルコール
を含む多孔質ウェットゲルを形成させる。このウニ・７
トゲルを酸の水溶液に浸漬して、シリコン以外の金属ア
ルコキシドに由来するドープ成分の一部をウェットゲル
から溶出させ、ウェットゲル内にドープ成分の濃度分布
を形成させる。この後、ゲルを乾燥してドライゲルとし
、１２００ ”Ｃ以上の高温で焼結する。
シリコンアルコキシドはガラス体における石英を生成し
、シリコン以外の金属のアルコキシドは屈折率分布を形
成するドープ成分となる。アルコキシド類の加水分解と
縮合の結果生成したウェットゲルを酸の水溶液に浸漬す
ると、シリコン以外の金属（すなわちドープ成分）のヒ
ドロキシドはウェットゲルの表面から溶出し、表面の濃
度低下によりウェットゲル内には拡散に基づくドープ成
分の濃度分布が生ずる。二〇ドープ成分の濃度分布に基
づき、ガラス体中に屈折率分布が得られる。
、シリコン以外の金属のアルコキシドは屈折率分布を形
成するドープ成分となる。アルコキシド類の加水分解と
縮合の結果生成したウェットゲルを酸の水溶液に浸漬す
ると、シリコン以外の金属（すなわちドープ成分）のヒ
ドロキシドはウェットゲルの表面から溶出し、表面の濃
度低下によりウェットゲル内には拡散に基づくドープ成
分の濃度分布が生ずる。二〇ドープ成分の濃度分布に基
づき、ガラス体中に屈折率分布が得られる。
〔発明が解決しようとする課題］
しかし従来のこの方法により屈折率分布を有する石英系
ガラス体を製造すると、ガラスの割れや微細な気泡が生
じて、光学特性のよいガラスを得ることが困難であった
。割れはゲルの乾燥の際すでに発生し、さらに焼結の際
にも発生する。
ガラス体を製造すると、ガラスの割れや微細な気泡が生
じて、光学特性のよいガラスを得ることが困難であった
。割れはゲルの乾燥の際すでに発生し、さらに焼結の際
にも発生する。
それ数本発明の目的は、屈折率分布を有する石英系ガラ
ス体を製造する方法において、割れや気泡の発生を防止
することである。
ス体を製造する方法において、割れや気泡の発生を防止
することである。
屈折率分布を有する石英系ガラス体を製造する方法にお
いて、割れや気泡の発生を防止するため、シリコンアル
コキシドと他の金属アルコキシドとの混合溶液、例えば
アルコール溶液に、水等のゲル化剤を添加してアルコキ
シド類をゲル化させる際、ゲル化剤添加後ゲル化までの
時間の１／２以下の時間内に溶液を濾過し、濾液から得
られたゲル体から前記金属の一部を溶出させ、前記溶出
後のゲル体を乾燥、焼結してガラス体を得るようにした
。
いて、割れや気泡の発生を防止するため、シリコンアル
コキシドと他の金属アルコキシドとの混合溶液、例えば
アルコール溶液に、水等のゲル化剤を添加してアルコキ
シド類をゲル化させる際、ゲル化剤添加後ゲル化までの
時間の１／２以下の時間内に溶液を濾過し、濾液から得
られたゲル体から前記金属の一部を溶出させ、前記溶出
後のゲル体を乾燥、焼結してガラス体を得るようにした
。
シリコンアルコキシドの種類、シリコンアルコキシド以
外の金属アルコキシドの種類、アルコキシド類の混合ア
ルコール溶液の調製（アルコールの種類、濃度等）、添
加する水の量、添加速度、温度、攪拌等は、公知の通常
の態様に従って決定できる。シリコンおよびそれ以外の
金属のアルコキシドとしては、それらのメトキシド、エ
トキシド、プロポキシド、ブトキシド等を用いることが
できる。シリコン以外の金属としては、チタン、ゲルマ
ニウム、ジルコニウム、タンタル等ヲ用いることができ
る。
外の金属アルコキシドの種類、アルコキシド類の混合ア
ルコール溶液の調製（アルコールの種類、濃度等）、添
加する水の量、添加速度、温度、攪拌等は、公知の通常
の態様に従って決定できる。シリコンおよびそれ以外の
金属のアルコキシドとしては、それらのメトキシド、エ
トキシド、プロポキシド、ブトキシド等を用いることが
できる。シリコン以外の金属としては、チタン、ゲルマ
ニウム、ジルコニウム、タンタル等ヲ用いることができ
る。
ゲル化剤添加後ゲル化までの時間の１／２以下の時間内
に濾過が実質的に終わるような条件で、濾過を行うこと
が重要である。ゲル化までの時間の１／２を過ぎてから
１過を行っても、充分な効果を得ることができない。濾
過の方法はハツチ式、連続式のいずれでもよい。
に濾過が実質的に終わるような条件で、濾過を行うこと
が重要である。ゲル化までの時間の１／２を過ぎてから
１過を行っても、充分な効果を得ることができない。濾
過の方法はハツチ式、連続式のいずれでもよい。
濾過には有効孔径が１μｍ以下のフィルターを用いるこ
とが好ましい。これにより不純物の除去がより充分に行
われ、ゲル構造が一層均一になる。
とが好ましい。これにより不純物の除去がより充分に行
われ、ゲル構造が一層均一になる。
有効孔径は最大泡圧法により求められる。
ウェットゲルからのドープ成分の溶出には、塩酸、硫酸
、硝酸、弗酸等の酸を用いることができる。酸の濃度、
温度、浸漬時間等は通常の態様に従う。ゲルの洗浄、乾
燥、焼結等も通常の態様に従って行えばよい。
、硝酸、弗酸等の酸を用いることができる。酸の濃度、
温度、浸漬時間等は通常の態様に従う。ゲルの洗浄、乾
燥、焼結等も通常の態様に従って行えばよい。
アルコキシド類のゾルをゲル化させる際、ゾル調製後ゲ
ル化までの時間の１／２以下の時間内にゾルを濾過する
ので、ゲル化の進行により液の粘度が高くなる前に、濾
過によりゾル中の微粒子状の不純物および不純物を核に
有する微粒子が除去され、これらの微粒子を含まない微
細構造の均一なウェットゲルを得ることができる。この
ウニノドゲルを用いて、以後のドープ成分溶出、乾燥、
焼結を行うので、割れや気泡のない屈折率分布を有する
石英系ガラス体を製造することができる。
ル化までの時間の１／２以下の時間内にゾルを濾過する
ので、ゲル化の進行により液の粘度が高くなる前に、濾
過によりゾル中の微粒子状の不純物および不純物を核に
有する微粒子が除去され、これらの微粒子を含まない微
細構造の均一なウェットゲルを得ることができる。この
ウニノドゲルを用いて、以後のドープ成分溶出、乾燥、
焼結を行うので、割れや気泡のない屈折率分布を有する
石英系ガラス体を製造することができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
シリコンテトラメトキシド、チタンテトラ−ｎ−ブトキ
シド、水、ｎ−プロピルアルコールを、モル比で０．８
：０．２ ： ４ ： ４になるように混合して、シ
リカゾルを調製した。ゾル調製１０分後から５分間で、
ゾルの全部を有効孔径０．５μｍのフィルターを用いて
濾過し、濾液を内径１５ｍｍのガラス管中に密封してゲ
ル化させた。ゾルは約１時間でゲル化した。室温に３日
放置した後、ゲル体をガラス管から取り出し、５％塩酸
に２０時間浸漬して、ゲル体からチタン成分を溶出させ
た。
シド、水、ｎ−プロピルアルコールを、モル比で０．８
：０．２ ： ４ ： ４になるように混合して、シ
リカゾルを調製した。ゾル調製１０分後から５分間で、
ゾルの全部を有効孔径０．５μｍのフィルターを用いて
濾過し、濾液を内径１５ｍｍのガラス管中に密封してゲ
ル化させた。ゾルは約１時間でゲル化した。室温に３日
放置した後、ゲル体をガラス管から取り出し、５％塩酸
に２０時間浸漬して、ゲル体からチタン成分を溶出させ
た。
その後ゲル体を水に浸漬して洗浄し、乾燥させた。
乾燥ゲルを常法により焼結して、直径５皿、長さ８０−
の、屈折率分布を有するガラス体を得た。
の、屈折率分布を有するガラス体を得た。
シリカゾルをゲル化して得たウェットゲルは、シリコン
テトラメトキシドとチタンテトラ−ｎブトキシドの部分
加水分解と縮合の結果生した不完全ガラス網目構造体で
、水とｎ−プロピルアルコールを含む。５％ＨＣｆｆｉ
に２０時間浸漬することにより、この不完全網目構造体
から成るゲルの表面付近のチタン成分は溶出し、ゲル体
内部にチタン成分の濃度勾配が形成される。ゲル体を水
で洗浄することにより、ゲル体に含まれる塩酸が除去さ
れる。ゲル体の乾燥により、ウェットゲルに含まれる水
とｎ−プロピルアルコールも除かれる。
テトラメトキシドとチタンテトラ−ｎブトキシドの部分
加水分解と縮合の結果生した不完全ガラス網目構造体で
、水とｎ−プロピルアルコールを含む。５％ＨＣｆｆｉ
に２０時間浸漬することにより、この不完全網目構造体
から成るゲルの表面付近のチタン成分は溶出し、ゲル体
内部にチタン成分の濃度勾配が形成される。ゲル体を水
で洗浄することにより、ゲル体に含まれる塩酸が除去さ
れる。ゲル体の乾燥により、ウェットゲルに含まれる水
とｎ−プロピルアルコールも除かれる。
焼結により得られたガラス体は、半径方向に放物線状の
屈折率分布を有し、透明であった。
屈折率分布を有し、透明であった。
同じ方法により１０本のガラス体（直径５ｍｍ、長さ８
０ｍｍ）を製作し、割れと微細発泡の程度を調べた結果
、割れは全（発生せず、微細発泡は１０本水工本に認め
られただけであった。
０ｍｍ）を製作し、割れと微細発泡の程度を調べた結果
、割れは全（発生せず、微細発泡は１０本水工本に認め
られただけであった。
〔比較例］
実施例において、ゾル調製後の濾過を省き、ゾル調製１
５分後にガラス管中に密封してゲル化させた。ゲル化に
要した時間は約１時間で、実施例の場合と同しであった
。
５分後にガラス管中に密封してゲル化させた。ゲル化に
要した時間は約１時間で、実施例の場合と同しであった
。
ゲル化以後の操作は実施例と同しにした。焼結により得
られたガラス体（直径５肛、長さ８０肛）は半径方向に
放物線状の屈折率分布を有し、透明であった。
られたガラス体（直径５肛、長さ８０肛）は半径方向に
放物線状の屈折率分布を有し、透明であった。
同じ方法で１０本のガラス体を製作し、割れと微細発泡
の程度を調べた結果、１０本のうち３本に割れが発生し
ており、８本に微細発泡が認められた。割れも微細発泡
もないものは１０本水工本のみであった。
の程度を調べた結果、１０本のうち３本に割れが発生し
ており、８本に微細発泡が認められた。割れも微細発泡
もないものは１０本水工本のみであった。
本発明によると、屈折率分布を有する石英系ガラス体の
製造において、割れや微細発泡がなく、光学特性のよい
ガラス体を得ることができる。
製造において、割れや微細発泡がなく、光学特性のよい
ガラス体を得ることができる。
Claims (1)
- シリコンアルコキシドとシリコン以外の金属のアルコキ
シドを含む混合溶液にゲル化剤を添加して、前記混合溶
液をゲル化させ、得られたゲル体から前記金属の一部を
溶出させ、前記溶出後のゲル体を乾燥、焼結してガラス
体を得る、屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方
法において、前記混合溶液に前記ゲル化剤を添加後ゲル
化までの時間の１／２以下の時間内に前記混合溶液を濾
過し、濾液をゲル化させて前記ゲル体を得ることを特徴
とする、屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588390A JPH0421525A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588390A JPH0421525A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0421525A true JPH0421525A (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=14921285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12588390A Pending JPH0421525A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 屈折率分布を有する石英系ガラス体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0421525A (ja) |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP12588390A patent/JPH0421525A/ja active Pending
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